Bhí ról tábhachtach i gcónaí ag fuinneamh, mar bhunús ábhartha do dhul chun cinn na sibhialtachta daonna.Is ráthaíocht fíor-riachtanach é d'fhorbairt na sochaí daonna.In éineacht le huisce, aer agus bia, is ionann é agus na coinníollacha riachtanacha do mharthanas an duine agus bíonn tionchar díreach aige ar shaol an duine..

Tá dhá mhórchlaochlú tagtha ar fhorbairt an tionscail fuinnimh ó “ré” an adhmaid tine go dtí “ré” an ghuail, agus ansin ó “ré” an ghuail go dtí “ré” an ola.Anois tá sé tosaithe ar athrú ó “ré” na hola go dtí “ré” an athraithe fuinnimh in-athnuaite.

Ó ghual mar phríomhfhoinse go luath sa 19ú haois go dtí ola mar phríomhfhoinse i lár an 20ú haois, tá fuinneamh iontaise á úsáid ag daoine ar scála mór ar feadh níos mó ná 200 bliain.Mar sin féin, mar gheall ar an struchtúr fuinnimh domhanda a bhfuil fuinneamh iontaise i gceannas air, níl sé i bhfad ar shiúl ó ídiú an fhuinnimh iontaise a thuilleadh.

Déanfar na trí iompróir eacnamaíoch fuinnimh iontaise traidisiúnta arna léiriú ag gual, ola agus gás nádúrtha a sceite go tapa sa chéid nua, agus sa phróiseas úsáide agus dócháin, cuirfidh sé faoi deara freisin an éifeacht cheaptha teasa, ginfidh sé líon mór truailleán, agus truailliú. an timpeallacht.

Dá bhrí sin, tá sé ríthábhachtach an spleáchas ar fhuinneamh iontaise a laghdú, an struchtúr úsáide fuinnimh neamhréasúnach atá ann cheana féin a athrú, agus fuinneamh in-athnuaite nua atá glan agus saor ó thruailliú a lorg.

Faoi láthair, cuimsíonn fuinneamh in-athnuaite go príomha fuinneamh gaoithe, fuinneamh hidrigine, fuinneamh na gréine, fuinneamh bithmhaise, fuinneamh taoide agus fuinneamh geoiteirmeach, etc., agus tá fuinneamh gaoithe agus fuinneamh na gréine ina láithreacha taighde reatha ar fud an domhain.

Mar sin féin, tá sé fós sách deacair tiontú agus stóráil éifeachtach foinsí fuinnimh in-athnuaite éagsúla a bhaint amach, rud a fhágann go bhfuil sé deacair iad a úsáid go héifeachtach.

Sa chás seo, chun úsáid éifeachtach fuinnimh in-athnuaite nua ag daoine a bhaint amach, is gá teicneolaíocht stórála fuinnimh nua áisiúil agus éifeachtach a fhorbairt, atá ina láthair te freisin i dtaighde sóisialta reatha.

Faoi láthair, tá cadhnraí litiam-ian, mar cheann de na cadhnraí tánaisteacha is éifeachtaí, in úsáid go forleathan i bhfeistí leictreonacha éagsúla, iompar, aeraspáis agus réimsí eile., tá na hionchais forbartha níos deacra.

Tá airíonna fisiceacha agus ceimiceacha sóidiam agus litiam cosúil leis, agus tá éifeacht stórála fuinnimh aige.Mar gheall ar a ábhar saibhir, dáileadh aonfhoirmeach foinse sóidiam, agus praghas íseal, úsáidtear é i dteicneolaíocht stórála fuinnimh ar scála mór, a bhfuil tréithe ísealchostas agus ardéifeachtúlachta aige.

I measc na n-ábhar leictreoid dhearfach agus diúltach de chadhnraí ian sóidiam tá comhdhúile miotail trasdula cisealta, polyanions, fosfáití miotail trasdula, nanacháithníní croí-bhlaosc, comhdhúile miotail, carbóin chrua, etc.

Mar eilimint le cúlchistí an-flúirseach sa nádúr, tá carbóin saor agus éasca a fháil, agus tá go leor aitheantais faighte aige mar ábhar anóid do chadhnraí sóidiam-ian.

De réir an méid grafitization, is féidir ábhair charbóin a roinnt ina dhá chatagóir: carbón grafite agus carbóin éagruthach.

Léiríonn carbóin chrua, a bhaineann le carbón éagruthach, toilleadh stórála sóidiam 300mAh / g ar leith, agus tá sé deacair úsáid tráchtála a bhaint as ábhair charbóin a bhfuil leibhéal níos airde grafitithe acu mar gheall ar a n-achar dromchla mór agus ord láidir.

Dá bhrí sin, úsáidtear ábhair chruacharbóin neamh-graifít go príomha i dtaighde praiticiúil.

D'fhonn feabhas breise a chur ar fheidhmíocht na n-ábhar anóid le haghaidh cadhnraí sóidiam-ian, is féidir hidreafaileacht agus seoltacht ábhar carbóin a fheabhsú trí dhópáil nó cumaisc ian, rud a d'fhéadfadh feabhas a chur ar fheidhmíocht stórála fuinnimh ábhair charbóin.

Mar ábhar leictreoid dhiúltach ceallraí ian sóidiam, is iad comhdhúile miotail den chuid is mó de chomhdhúile miotail déthoiseach agus nítrídí.Chomh maith le tréithe den scoth na n-ábhar déthoiseach, ní féidir leo iain sóidiam a stóráil ach amháin trí asaithe agus intercalation, ach freisin le chéile le sóidiam Gineann an meascán na n-ian toilleas trí imoibrithe ceimiceacha le haghaidh stórála fuinnimh, rud a fheabhsú go mór an éifeacht stórála fuinnimh.

Mar gheall ar an ardchostas agus an deacracht a bhaineann le comhdhúile miotail a fháil, tá ábhair charbóin fós mar phríomhábhair anóid le haghaidh cadhnraí sóidiam-ian.

Is é an t-ardú de chomhdhúile miotail trasdula layered tar éis fionnachtain graphene.Faoi láthair, cuimsíonn na hábhair dhéthoiseacha a úsáidtear i gcadhnraí sóidiam-ian den chuid is mó cisealaithe sóidiam NaxMO4, NaxCoO4, NaxMnO4, NaxVO4, NaxFeO4, etc.

Úsáideadh ábhair leictreoid dhearfacha polyanionic den chéad uair i leictreoidí dearfacha ceallraí litiam-ian, agus úsáideadh iad níos déanaí i gcadhnraí sóidiam-ian.Áirítear le hábhair ionadaíocha tábhachtacha criostail olivine mar NaMnPO4 agus NaFePO4.

Úsáideadh fosfáit miotail aistrithe ar dtús mar ábhar leictreoid dhearfach i gcadhnraí litiam-ian.Tá an próiseas sintéise sách aibí agus tá go leor struchtúir criostail ann.

Tógann fosfáit, mar struchtúr tríthoiseach, creat-struchtúr a chabhródh le dí-ghalú agus idircalú iain sóidiam, agus ansin faigheann sé cadhnraí sóidiam-ian le feidhmíocht stórála fuinnimh den scoth.

Is cineál nua ábhar anóid é an t-ábhar struchtúr croí-bhlaosc le haghaidh cadhnraí sóidiam-ian nach bhfuil tagtha chun cinn ach le blianta beaga anuas.Bunaithe ar na hábhair bhunaidh, tá struchtúr log bainte amach ag an ábhar seo trí dhearadh struchtúrach fíorálainn.

I measc na n-ábhar struchtúir croí-bhlaosc is coitianta tá nana-sféir log-seiléiníde cóbalt, nanasféir vanadáit sóidiam croí-bhlaosc comh-dhópáilte Fe-N, nanasféir ocsaíd stáin charbóin póiriúil agus struchtúir log eile.

Mar gheall ar a saintréithe den scoth, in éineacht leis an log draíochta agus struchtúr scagach, tá gníomhaíocht leictriceimiceach níos mó faoi lé an leictrilít, agus ag an am céanna cuireann sé go mór chun cinn soghluaisteacht ian an leictrilít chun stóráil fuinnimh éifeachtach a bhaint amach.

Leanann an fuinneamh in-athnuaite domhanda ag ardú, ag cur forbairt teicneolaíochta stórála fuinnimh chun cinn.

Faoi láthair, de réir modhanna stórála fuinnimh éagsúla, is féidir é a roinnt ina stóráil fuinnimh fhisiciúil agus stóráil fuinnimh leictriceimiceach.

Comhlíonann stóráil fuinnimh leictriceimiceach caighdeáin forbartha na teicneolaíochta nua stórála fuinnimh an lae inniu mar gheall ar a buntáistí a bhaineann le sábháilteacht ard, ísealchostas, úsáid solúbtha, agus ardéifeachtúlacht.

De réir próisis imoibrithe leictriceimiceacha éagsúla, cuimsíonn foinsí cumhachta stórála fuinnimh leictriceimiceach den chuid is mó supercapacitors, cadhnraí luaidhe-aigéad, cadhnraí cumhachta breosla, cadhnraí hidríde nicil-mhiotail, cadhnraí sóidiam-sulfair, agus cadhnraí litiam-ian.

I dteicneolaíocht stórála fuinnimh, mheall ábhair leictreoid solúbtha go leor leasanna taighde eolaithe mar gheall ar a n-éagsúlacht dearaidh, solúbthacht, ísealchostas, agus tréithe cosanta an chomhshaoil.

Tá cobhsaíocht teirmeacheimiceach speisialta ag ábhair charbóin, seoltacht leictreach maith, ard-neart, agus airíonna meicniúla neamhghnácha, rud a fhágann go bhfuil leictreoidí geallta acu le haghaidh cadhnraí litiam-ian agus cadhnraí sóidiam-ian.

Is féidir supercapacitors a mhuirearú agus a urscaoileadh go tapa faoi choinníollacha reatha ard, agus tá saolré timthriall níos mó ná 100,000 uair acu.Is cineál nua de sholáthar cumhachta stórála fuinnimh leictriceimiceach speisialta iad idir toilleoirí agus cadhnraí.

Tá tréithe dlús ardchumhachta agus ráta comhshó ardfhuinnimh ag supercapacitors, ach tá a ndlús fuinnimh íseal, tá siad seans maith go féin-urscaoileadh, agus tá siad seans maith go sceitheadh ​​leictrilít nuair a úsáidtear iad go míchuí.

Cé go bhfuil tréithe gan aon mhuirearú ag an gcill chumhachta breosla, cumas mór, cumas ard sonrach agus raon cumhachta sonrach leathan, ní fhágann a theocht oibriúcháin ard, praghas ardchostas, agus éifeachtacht chomhshó íseal fuinnimh é ach amháin sa phróiseas tráchtálaithe.a úsáidtear i gcatagóirí áirithe.

Tá na buntáistí a bhaineann le costas íseal, teicneolaíocht aibí agus ardshábháilteacht ag cadhnraí luaidhe-aigéad, agus úsáidtear iad go forleathan i stáisiúin bonn comhartha, rothair leictreacha, gluaisteán, agus stóráil fuinnimh greille.Ní féidir le boird ghearr ar nós truailliú an chomhshaoil ​​na ceanglais agus na caighdeáin atá ag éirí níos airde maidir le cadhnraí stórála fuinnimh a chomhlíonadh.

Tá tréithe solúbthacht láidir ag cadhnraí Ni-MH, luach íseal calrach, cumas monaiméir mór, agus tréithe urscaoilte cobhsaí, ach tá a meáchan sách mór, agus tá go leor fadhbanna ann i mbainistíocht sraith ceallraí, rud a d'fhéadfadh a bheith ina chúis le leá aonair. deighilteoirí ceallraí.